Hoạt động khám phá 1 trang 37 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2
Quãng đường rơi tự do của một vật được biểu diễn bởi công thức \(s\left( t \right) = 4,9{t^2}\) với \(t\) là thời gian tính bằng giây và \(s\) tính bằng mét.
Vận tốc trung bình của chuyển động này trên khoảng thời gian \(\left[ {5;t} \right]\) hoặc \(\left[ {t;5} \right]\) được tính bằng công thức \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\).
a) Hoàn thiện bảng sau về vận tốc trung bình trong những khoảng thời gian khác nhau. Nêu nhận xét về \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\) khi \(t\) càng gần 5.
b) Giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\) được gọi là vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm \({t_0} = 5\). Tính giá trị này.
c) Tính giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{t \to {t_0}} \frac{{s\left( t \right) - s\left( {{t_0}} \right)}}{{t - {t_0}}}\) để xác định vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm \({t_0}\) nào đó trong quá trình rơi của vật.
Hướng dẫn giải chi tiết Hoạt động khám phá 1
Phương pháp giải:
a) Thay vào công thức \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\).
b), c) Sử dụng các quy tắc tính giới hạn.
Lời giải chi tiết:
a)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,1} \right]}
\end{array}:t = 5,1\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{1^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,1 - 5}} = 49,49
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,05} \right]}
\end{array}:t = 5,05\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{{05}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,05 - 5}} = 49,245
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,01} \right]}
\end{array}:t = 5,01\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{{01}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,01 - 5}} = 49,049
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {5;5,001} \right]}
\end{array}:t = 5,001\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.5,{{001}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{5,001 - 5}} = 49,0049
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {4,999;5} \right]}
\end{array}:t = 4,999\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.4,{{999}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{4,999 - 5}} = 48,9951
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\begin{array}{*{20}{l}}
{\left[ {4,99;5} \right]}
\end{array}:t = 4,99\\
\Rightarrow \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \frac{{4,9.4,{{99}^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{4,99 - 5}} = 48,951
\end{array}
\end{array}\)
Ta thấy: \(\frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}}\) càng gần 49 khi \(t\) càng gần 5.
b)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
\mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{s\left( t \right) - s\left( 5 \right)}}{{t - 5}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9{t^2} - 4,{{9.5}^2}}}{{t - 5}}\\
= \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {{t^2} - {5^2}} \right)}}{{t - 5}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {t - 5} \right)\left( {t + 5} \right)}}{{t - 5}}
\end{array}\\
{ = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} 4,9\left( {t + 5} \right) = 4,9\left( {5 + 5} \right) = 49}
\end{array}\)
c)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
\mathop {\lim }\limits_{t \to {t_0}} \frac{{s\left( t \right) - s\left( {{t_0}} \right)}}{{t - {t_0}}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9{t^2} - 4,9.t_0^2}}{{t - {t_0}}}\\
= \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {{t^2} - t_0^2} \right)}}{{t - t_0^2}} = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} \frac{{4,9\left( {t - {t_0}} \right)\left( {t + {t_0}} \right)}}{{t - {t_0}}}
\end{array}\\
{ = \mathop {\lim }\limits_{t \to 5} 4,9\left( {t + {t_0}} \right) = 4,9\left( {{t_0} + {t_0}} \right) = 9,8{t_0}}
\end{array}\)
-- Mod Toán 11 HỌC247
Chưa có câu hỏi nào. Em hãy trở thành người đầu tiên đặt câu hỏi.
Bài tập SGK khác
Hoạt động khởi động trang 37 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Thực hành 1 trang 39 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Vận dụng trang 39 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Hoạt động khám phá 2 trang 39 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Thực hành 2 trang 40 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Hoạt động khám phá 3 trang 40 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Thực hành 3 trang 41 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 1 trang 41 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 2 trang 41 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 3 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 4 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 5 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Giải Bài 6 trang 42 SGK Toán 11 Chân trời sáng tạo tập 2 - CTST
Bài tập 1 trang 38 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 2 trang 38 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 3 trang 39 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 4 trang 39 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST
Bài tập 5 trang 39 SBT Toán 11 Tập 2 Chân trời sáng tạo - CTST